摘要：针对稀疏的试验数据会降低潜水器操纵运动模型辨识精度的问题,提出了一种融合三次样条插值加密和改进加权最小二乘支持向量机(WLSSVM)的潜水器系统辨识方法。基于仿真试验和原理样机湖上试验获得X舵潜水器的操纵数据,应用三次样条插值加密策略对稀释的艏向角数据进行预处理,以降低数据稀疏对辨识结果的影响。设计了双曲正切函数改进型WLSSVM,对潜水器操纵运动响应模型进行高精度参数辨识和操纵运动预报。通过原理样机的湖上试验对该方法的有效性进行验证,与未改进的方法相比,预报值均方根误差最高降低了0.12 rad。

摘要：为提高过驱动潜水器推力分配的实时性与准确性,设计了基于误差积分的过驱动推力分配函数优化方法与基于BP神经网络的过驱动推力分配求解优化策略,构建了一种过驱动潜水器水下3自由度运动模型,并进行仿真试验验证。针对最优化函数中功率项权值减小导致静态误差减小但功率发散风险增加的问题,引入误差积分项来避免功率发散、消除静态误差并提高潜水器俯仰角的收敛速度。仿真试验结果表明,基于BP神经网络求解算法的计算速度相较于遗传算法快数十倍,具有更高的实时性。

摘要：深海微生物在全球碳氮循环中起到重要作用,目前对深海微生物的精细化研究主要以实验室高压模拟培养检测为主,当深海样品采集至实验室培养检测时,温度、压力等环境参数会有一定程度的变化,影响后续的试验与检测。为此,设计了一种用于深海微生物原位自动序列培养的装置(ocean automatic series incubation system,OASIS)。文章围绕OASIS的工作原理、系统组成和试验验证等方面展开论述,重点研究深海液体转移精度问题。OASIS已经通过了水池试验、压力试验、海上试验等各项测试,试验结果表明:该装置能在30MPa高压下正常工作,按照时间顺序自动完成对微生物的培养与生命信息固定,对准确认识深海生态系统的生态效益提供了良好的设备支撑。

摘要：提出一种新型的基于升力原理的正浮力航行器。该航行器工作于正浮力条件下,基于升力原理,利用其搭载的机翼在航行中产生的负升力平衡其在水中的剩余浮力。阐述该航行器的组成结构、工作过程和工作原理,设计内部控制电路并进行控制策略分析。将航行器样机制作并装配完成后,开展湖上试验进行一系列性能测试。试验结果验证了其工作原理的合理性并表明其运动控制效果良好,结构稳定,以及具备快速响应的能力。该航行器无需浮力调节装置,结构简单,对环境适应能力强,安全性高,具有一定的先进性。

摘要：[目的]针对可潜浮式沉积物捕获器(FST)的时变姿态会影响采样效率的问题,对全采样流程内FST的质心偏移规律及姿态角变化进行定量分析与评估。[方法]设计一种包含采样模块及浮力调节模块的FST,然后利用Solid Works软件进行建模,建立坐标系;通过Matlab软件完成静力学分析,模拟得到全流程内各时刻FST质心相对于坐标原点的偏移量;基于力矩平衡公式,推导因质心偏移造成的机体姿态变化;运用平面射影定理,定量分析姿态变化对有效采集面积的影响。[结果]结果显示,质心偏移被限制在以载体坐标系原点为圆心、半径为8×10^(-3)m的圆内,质心坐标域为x_(g)∈(-6×10^(-3)m,3×10^(-3)m),y_(g)∈(-1×10^(-3)m,7×10^(-3)m);姿态角变化域为俯仰角θ∈(-1.5°,16.6°),横滚角Ф∈(-2.6°,16.8°);当θ=14.7°,Ф=13°时,有效采集面积缩减为捕获装置面积的94.27%,为最小值,当其他条件相同时,捕获相同质量的沉降颗粒所需时间比100%实采面积所需捕获时间多0.0578倍。[结论]研究工作可为FST的稳性分析和浮力调节系统设计提供有益的参考。

摘要：针对水深对浅水超大型FPSO波浪诱导载荷的影响,在国际船级社协会(IACS)纵向强度标准的基础上,探讨了不同水深波浪诱导弯矩的长期预报值与波浪弯矩设计值的关系。开发了基于有限水深复合格林函数波浪诱导弯矩数值计算程序模块,对一艘300KDWTFPSO在不同水深海况下的波浪诱导载荷进行了长期预报。研究结果表明,水深对波浪弯矩设计值的影响很大。

摘要：为了适应复杂海洋环境中多样性的观探测任务需求,本文提出了一种融合Argo浮标、水下滑翔机(Glider)和自治式水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV) 3种工作模式的全姿态水下移动平台(All-attitude Multimode Underwater Vehicle,AMUV)。首先,基于3种水下移动平台的工作原理,建立了AMUV的六自由度动力学模型;然后,针对动力学模型中的非线性耦合特性及模式切换过程中的驱动位形变化等问题,基于比例、积分、微分控制器(Proportional Integral Derivative,PID)与模糊控制概念,设计了不依赖于数学模型的自适应模糊PID姿态控制器,实现了AMUV多模式切换过程中的姿态控制;最后,开展多模式切换控制仿真实验,将自适应模糊PID控制器与传统PID控制器仿真结果进行对比,并设计了全模式任务工况,仿真结果表明,本文提出的控制器能够精确和稳定地控制AMUV进行多种工作模式的相互切换。

摘要：氨氧化古菌是地球上丰度最高的微生物类群之一,驱动氮循环。尤其在深海,其相对丰度可达原核生物的20%-40%。然而,纯培养的缺乏严重阻碍了我们全面认知深海氨氧化古菌的生理特性和生态贡献。本文系统性地分析了深海环境特征与微生物适应性之间的关系,聚焦深海氨氧化古菌的潜在生存策略和代谢偏好。这些信息将有助于我们设计适用于深海氨氧化古菌的培养技术。此外,从系统发育和生理特性来看,深海氨氧化古菌与土壤或表层海洋来源的氨氧化古菌有显著区别,提示我们需要根据其特性重新估算全球海洋氮通量。

摘要：该文将科技前沿和实验教学相结合,设计了水体DOM碳汇潜力解析探索型实验。该实验设计采集典型水体的DOM样品,开展生物降解培养实验,综合运用总有机碳分析仪、紫外-可见吸收光谱仪和分子荧光光谱仪,定量分析总体溶解有机碳(DOC)的生物可降解性,解析DOM中有色组分和不同类型荧光组分的降解转化特征。实验结果可用于环境DOM的碳汇潜力评估和机理解析。该实验有助于学生理解碳中和前沿科学理论,掌握现代仪器分析技术的原理、操作和数据处理分析方法,培养创新思维和实践能力。

摘要：制造资源优化是网络化制造的核心问题。针对生产企业在利用外部资源方面的三类需求,这里提出了两种可行的制造资源优化方法。详细论述了优化的步骤,建立了产品交货期、成本以及加工质量的三目标优化模型,并给出了求解模型的有效算法。最后,通过具体的计算实例进行了数值仿真。